CN1407007A - 橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可削减石油类油的使用量、降低转动阻力的橡胶组合物。组成物中含有二烯类橡胶100重量份、无机填料5～150重量份、硅烷偶合剂0～30重量份以及碘价为130以下的植物油脂5～100重量份。

Description

橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种能使转动阻力减小的橡胶组合物。
背景技术
轮胎用橡胶组合物中，作为软化剂以前一直使用的是芳香油等的石油类油。
然而，混合石油类油时，存在轮胎的转动阻力增大、燃料效率降低等的问题。另外，近年来，地球环境问题受到重视，正在寻求替代石油类油的新型软化剂。
发明内容
本发明提供一种橡胶组合物，可使石油类油的使用量降低，转动阻力减小。
为解决上述问题，研究的结果得知，作为软化剂，使用特定的植物油脂替代石油类油，可减小转动阻力，进而完成本发明。
也就是说，本发明涉及的橡胶组合物，含有二烯类橡胶100重量份，无机填料5～150重量份，硅烷偶合剂0～30重量份以及碘价在130以下的植物油脂5～100重量份。
前述橡胶组合物中，二烯类橡胶优选天然橡胶。
本发明的橡胶组合物包含二烯类橡胶、无机填料以及植物油脂。
作为前述二烯类橡胶，可举苯乙烯—丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)等的合成橡胶、天然橡胶等，它们单独使用或2种以上混合使用均可。其中，从减小转动阻力看，天然橡胶更适合。优选二烯橡胶中75重量％以上，更优选85重量％以上是天然橡胶。天然橡胶不足75重量％时，降低阻力的效果有变小的趋向。
使用前述无机填料替代以前轮胎用橡胶组合物中作为补强剂频繁使用的碳黑，用无机填料代替碳黑，从而减小碳黑的混合量，可使转动阻力降低。
作为无机填料，可举例如二氧化硅、丝云母、碳酸钙、粘土、氧化铝、滑石粉、碳酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、氧化钛等。其中，为确保橡胶的补强性，优选二氧化硅。
使用二氧化硅时，二氧化硅的BET比表面积优选150～250m2/g，二氧化硅的BET比表面积不足150m2/g时，补强性有劣化的趋势，超过250m2/g时，因分散性不好而凝集，物料的性质有降低的倾向。
以二烯类橡胶为100重量份，无机填料的混合量为5～150重量份。无机填料的混合量不足5重量份时，有不能充分确保补强性的倾向，超过150重量份时，加工性有劣化的倾向。优选无机填料混合量的下限为30重量份，更优选40重量份，上限优选120重量份，更优选100重量份。
另外，优选全部填料中的75重量％以上，进一步，85重量％以上是无机填料。无机填料不足75重量％时，降低阻力的效果有变小的趋向。
前述无机填料中，优选并用硅烷偶合剂。作为硅烷偶合剂，可以是现有轮胎领域中使用的物质，没有特别的限制。例如，可举二(3-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物、二(3-三甲氧甲硅烷丙基)四硫化物、二(2-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基三甲氧基硅烷等。它们可以各自单独、或任意组合使用。其中，从硅烷偶合剂的补强性效果和加工性上看，优选二(3-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、进一步，从加工性的观点看，特别优选二(3-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物。
以二烯类橡胶为100重量份，硅烷偶合剂的添加量优选0～30重量份。
另外，硅烷偶合剂优选对无机填料的使用量为3～20重量％。硅烷偶合剂的添加量不足3重量％时，得不到足够的添加效果，超过20重量％时，增加成本而且得到提高的效果小。
前述植物油脂，优选不饱和度小的植物油脂，优选碘价(使100油脂加成时碘的克数)100～130的半干性油，进一步，碘价在100以下的不干性油、固体脂等。具体地，作为半干性油，可举棉籽油、菜油等，作为不干性油，可举蓖麻油和花生油等，固体脂可举棕榈油、椰子油等。当碘价超过130时，tanδ上升，硬度下降，有转动阻力增大、操作稳定性低下的倾向。更优选植物油脂的碘价的上限为120。
以二烯类橡胶为100重量份，植物油脂的混合量为5～100重量份。植物油脂的混合量不足5重量份时，有得不到足够的橡胶软化效果的倾向，超过100重量份时，有加工性低下的倾向。优选植物油脂的混合量的上限为80重量份。
进一步，植物油脂优选总油的75重量％以上，更优选85重量％以上。植物油脂不足75重量％时，对转动阻力降低的效果有恶化的倾向。
另外，植物油脂优选配合使加硫后的橡胶硬度为40～90的量。橡胶硬度不足40时，有得不到必需的刚性的倾向，超过90时，有加工性劣化的倾向。
本发明的橡胶组合物，除前述二烯类橡胶、无机填料、硅烷偶合剂、植物油脂外，可以混合蜡、防老化剂、树脂、粘合剂、硬脂酸、氧化锌、加硫促进剂、硫等。
本发明的橡胶组合物，混炼前述的各成分后，成形，可用于外胎面、侧壁、圈套(case)、内部衬垫、缓冲层和外胎胎唇等的轮胎部材，其中，从转动阻力减小明显的方面看，优选用于外胎面。
另外，制作圈套等的情况下，作为线绳，可用常使用的合成纤维，可替代合成纤维，用从木浆制造的人造纤维、醋酸酯、从棉籽的粗棉绒制造的铜纺(cupra)等的天然纤维。其中，从满足必需的高强力看，优选人造纤维。
具体实施方式
以下，基于实施例对本发明进行详细的说明，本发明并不限于此。
实施例和比较例所用药品总结如下所示。
SBR：住友化学工业(株)制SBR1502
BR：宇部兴产(株)制BR150B
IIR：埃克森美孚化学(株)制C1-IIR1068
天然橡胶：RSS#3
碳黑(ISAF)：三菱化学(株)制Diablack I
碳黑(FEF)：三菱化学(株)制Diablack E
碳黑(GPF)：三菱化学(株)制Diablack G
碳黑(HAF)：三菱化学(株)制Diablack HA
碳黑(LM-HAF)：三菱化学(株)制Diablack LH
二氧化硅：Degussa Hules制Ultrasil VN3
偶合剂：Degussa Hules制Si-69
绢云母：日本Forum制KM-S
碳酸钙：白石工业(株)制 白艳华CC
芳香油：(株)日本能源制Process X-140
矿物油：出光兴产(株)制Diana Process PA32
植物油：日清制油(株)制精制棕榈油J(S)
蜡：日本Seiro(株)制Ozoace 0355
防老化剂：住友化学工业(株)制Antigen 6C
硬化树脂：住友电木(株)制Sumlite树脂PR12686
粘合剂(COST)：(株)日本能源制COST-F
粘合剂(S.620)：住友化学工业(株)制Sumicanol 620
硬脂酸：日本油脂(株)制硬脂酸椿
氧化锌：三井金属矿业(株)制氧化锌2种
硫：鹤见化学(株)制粉末硫
加硫促进剂：大内新兴化学工业(株)制Nocceler NS
实施例1
将表1所示物质混合，形成外胎面A(轮胎重量的40％)，侧壁A(轮胎重量的17％)，内部衬垫A(轮胎重量的8％)，结合区顶部A(轮胎重量的3％)、轮胎胎唇基面顶部A(轮胎重量的5％)，缓冲层顶部A(轮胎重量的8％)和轮胎胎壳层顶部A(轮胎重量的3％)，缓冲层用钢线(轮胎重量的8％)，在轮胎壳顶层用由1840dtex/2人造纤维构成的线(轮胎重量的5％)。
将上述各部件以及其他部件(轮胎重量的3％)按通常的方法贴付在轮胎成型机上，形成未加硫轮胎，在加硫机上加热加压，得到轮胎尺寸为195/65R15 91S的轮胎。
比较例1
将表1所示物质混合，形成外胎面B、侧壁B、内部衬垫B、结合区顶部B、轮胎胎唇基面顶部B、缓冲层B和轮胎胎壳层B，将它们用同实施例1的方法，得到现有轮胎。但，轮胎胎壳层用1670dtex/2聚酯构成的线。
                             表1
  外胎胎面     侧壁         内部衬垫 结合区顶部     轮胎胎唇基面顶部        缓冲层顶部     轮胎胎壳层顶部
   A     B     A     B     A     B     A     B      A     B     A     B     A     B
配合口(重量份) SBRBRIIR天然橡胶    ---100     80--20     -60-40     -60-40     --7030     --7030     ---100     -70-30     ---100     30--70     ---100     ---100     ---100     30--70
ISAFFEFGPFHAFLM-HAF二氧化硅硅烷偶合剂绢云母碳酸钙    -----856.8--     80----100.8--     -----554.0--     -50-------     -----604.820-     --65-----20     -----604.820-     65--------     -----705.6--     ---70-----     ----60-4.8--     ---60-----     ---504.0----     ---45-----
芳香油矿物油植物油    --30     45--     --5     5--     --9     99-     --8     8--     --5     5--     --5     -5-     --9     9--
  蜡防老化剂硬化树脂粘合剂(COST)粘合剂(S.620)硬脂酸氧化锌硫加硫促进剂   1.201.50---2.503.001.502.30    1.201.50---2.503.001.502.30   1.201.50---2.503.001.500.70   1.201.50---2.503.001.500.70     -1.50---1.504.000.751.30     -1.00---1.504.000.751.30    1.201.50---2.503.001.802.10    1.201.50---2.503.001.802.10     --15.00--2.504.003.003.85     --15.00--2.504.003.003.85     -2.00-1.001.00-8.005.002.15     -2.00-1.000.00-8.005.001.00     -----2.505.003.001.00     -----2.505.003.001.00
对由实施例和比较例制造的轮胎进行以下的耐久性评价和性能量化。
①高速耐久性
按JIS D4230“汽车用轮胎”的高速性能试验A中S规格进行评价。
②转动阻力系数(RRC)
速度为80km/h、气压250kPa、载荷4.0kN的条件下，测定转动阻力，将转动阻力被载荷除得到的数乘以104即是转动阻力系数。转动阻力系数小，则发热性就小，性能良好。
③制动试验
于时速100km，从干柏油路面和湿柏油路面的制动停止距离求算摩擦系数。比较例1的μ指数表示是100。指数大的，性能良好。
④实车性能评价
用排气量2000cc的小汽车，测试课程在干柏油和湿柏油路面上进行把手、硬度和驾车舒适度的评估。比较例1评分为6点，评分高则性能良好。评分为0.5点的差是经过训练的测试司机勉强感知到的差。
结果如表2所示。从表2可知，实施例1的轮胎与比较例1的现有轮胎比，有滚动阻力非常小、低燃料消耗性的优点，在高速耐久性和其他性能上，与比较例1的现有轮胎相同。
表2
项目     实施例1     比较例1
高速耐久性     合格     合格
RRC     80     91
制动试验干μ(指数)湿μ(指数) 9090 100100
实车性能评价干把手(评点)湿把手(评点)刚性感(评点)架车舒适度(评点) 5.55.55.55.5 6666
按照本发明，通过用植物油脂代替石油类油，可以减小转动阻力、谋求低燃料消耗。进一步，减少石油类油的使用量，可解决CO2排出造成的地球暖化等的环境问题。

Claims (2)

1.一种橡胶组合物，含有二烯类橡胶100重量份、无机填料5～150重量份、硅烷偶合剂0～30重量份以及碘价为130以下的植物油脂5～100重量份。
2.权利要求1的橡胶组合物，其中，二烯类橡胶是天然橡胶。
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